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2021年高考理综化学模拟试题B卷参考答案

2021-05-30

中学生数理化·自主招生 2021年4期
关键词:反应式单质原子

1.D提示:“沙中浪底来”指的是金的单质,A项错误。金的密度较大,且金不溶于水,因此淘金原理与萃取原理不同,B项错误。雾的分散质粒子直径范围是10-9~10-'m,C项错误。由沙子(主要成分为SiO,)到计算机芯片(主要成分为单质Si),化合价降低,发生了还原反应,故D项正确。

2.A提示:由有机物A的结构可知,该结构中含酚羟基、酯基、醚键、羰基和碳碳双键五种官能团,其中含氧官能团共有4种,A项正确。由于有机物A的结构中含-COOC-,可在碱溶液中水解,且水解产物中的-COOH和酚羟基都可以和NaOH溶液反应,所以产物不可与Na,CO溶液反应,B项错误。

构不对称,苯环上分别含3种H,苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种,C项错误。

中含苯环、碳碳双键、羰基,均可与氢气发生加成反应,则1mol该分子最多与9molH,发生加成反应,D项错误。

3.A提示:铁粉与水蒸气发生反应3Fe+4H2O-FegO+4Hz,0.3molFe粉与足量水蒸气反应生成0.4molHy,分子数为0.4N,A项正确。常温下铝片与浓硫酸发生钝化,不能继续反应,B项错误。过氧化钠和水反应生成氧化钠和氧气,过氧化钠中氧由一1价变为0价和一2价,故1molNa,O,与水完全反应时转移电子数为NA,C项错误。100g质量分数为46%的乙醇溶液中乙醇的物质的量为1mol,水分子的物质的量为3mol,则含有氢原子数为6N、+6Nx=12NA,D项错误。答案选A。

4.D提示:向黄色的Fe(NO)。溶液中滴加氢碘酸,溶液变为紫红色,说明有单质碘生成,但由于在酸性溶液中硝酸根离子也能氧化碘离子,不能说明氧化性:Fe3t》I,,A项错误。向10mL0.2mol.L~'ZnSO,溶液中加人10mL0.4mol.L'NaS溶液,反应中硫化钠过量,所以再滴加CuSO,溶液,一定会产生黑色沉淀,因此不能说明相同温度下,溶度积常数K。(CuS)《K。(ZnS),B项错误。将CaCO,与盐酸反应得到的气体直接通人Na,SiO。溶液中,由于盐酸易挥发,生成的二氧化碳中含有氯化氢,盐酸也能制备硅酸,因此不能通过产生白色沉淀说明酸性H,CO;》H,SiO;,C项错误。向FeCl。溶液中滴入几滴30%的H,O,溶液,很快有气体产生,生成的气体是双氧水分解产生的,且一段时间后溶液变为红褐色,这说明Fe+能催化H,O,分解且该分解反应为放热反应,温度升高促进铁离子水解,D项正确。

5.A提示:氢氧化钠溶液与过量的碳酸氢钙溶液反应,说明氢氧根离子全部反应完,则离子方程式为OH-+Ca++HCOz=CaCOs↓+HO,A項正确。大理石与醋酸反应,大理石是难溶物,不能拆成离子形式,则离子方程式正确的是CaCO。+2CH,COOHCa2++2CH.coO+H,O+CO,↑,B项错误。氢氧化钡溶液和稀硫酸恰好中和,要符合离子配比,应该是两个氢氧根离子,则离子方程式正确的是Ba2++20H-+2H++SO=BaSO↓+2H,O,C项错误。铜与稀硝酸反应生成的气体是一氧化氮,则离子方程式正确的是3Cu+8H++2NO3=3Cu++2N0↑+4H,0,D项错误。

6.D提示:电池充电时,与外接电源正极相连的一极是阳极,与外接电源负极相连的一极是阴极,LiFePO,中的锂离子脱出并伴随着铁元素的氧化,则此时铝箔电极上发生失电子的氧化反应,铝箔为阳极,电极反应式为LiFePO,-xe-xFePO,+xLit,即LiFePO,-e-FePO,+Lit,铜箔电极为阴极,阴极上锂离子得电子发生还原反应,阴极反应式为xLit+xe+6C-Li,C,所以电池总反应为xFePO,+LijCxLiFePO,+6C。原电池放电时,正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反,电子由负极铝箔经过导线流向正极铜箔,电解质溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此分析解答。

原电池放电时,电解质溶液中的阳离子向正极移动,即Lit通过隔膜移向正极,A项正确。原电池放电时,电子由负极铝箔流出,经过导线流向正极铜箔,B项正确。原电池放电时,正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反,所以正极反应为FePO+xLit+xe-xLiFePO,,C项正确。由于隔膜的作用,Lit通过隔膜形成闭合回路,完成电池的充放电,电池总反应为xFePO,+Li,C"xLiFePO.+6C,其中Fe的化合价发生变化,C、P元素化合价均不变,D项错误。

7.D提示:短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,则X的气态氢化物为氨气,Y的氢化物为水,X为N元素,Y为O元素;常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,则Z为Al元素,W是S元素;由原子序数可知,Q是C1元素。

一氧化氮为不成盐氧化物,不能与氢氧化钠溶液反应,A项错误。电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,氧离子、氮离子和铝离子的电子层结构相同,则铝离子的离子半径小于氮离子,B项错误。氯元素的含氧酸的酸性不一定强于硫元素的含氧酸,如次氯酸为弱酸,酸性弱于硫酸,C项错误。工业上用电解熔融氧化铝的方法制得金属铝,D项正确。

8.(1)冷凝回流甲醇兼导气有利于液体顺利流下,减少甲醇的挥发(2)水浴加热

(3)4NaClO。+CHOH+2H,SO,催化剂4C1O2↑+HCOOH+2Na,S0,+3H,O产生的二氧化碳可稀释C1O2,防止CIO,浓度较大时分解(4)A、C(5)202.5

提示:甲装置为发生装置,将甲醇加入三颈烧瓶中共热进行反应,甲醇被氧化为甲酸,NaClO,还原生成CIO,,在硫酸条件下,还生成硫酸钠,b装置冷凝回流甲醇和甲酸;加入a装置的NaOH溶液可以中和酸,使反应停止,并吸收CIOg;之后稳定剂吸收二氧化氯,装置e主要用于检验C1O,是否被吸收完全,之后用NaOH溶液处理尾气。据此解答。

(1)仪器b是球形冷凝管,导气的同时可以冷凝回流甲醇;若用分液漏斗添加甲醇,反应时三颈烧瓶中压强增大,可能会导致液体无法顺利滴下,需要将分液漏斗活塞打开,但会导致甲醇的挥发,用恒压漏斗可以平衡压强有利于液体顺利流下,减少甲醇的挥发。

(2)反应在60。C下进行,应水浴加热,可提供稳定的加热温度。

(3)甲醇被氧化为甲酸(HCOOH),NaClO。被还原生成CIO,,在硫酸参与下,还生成硫酸钠,反应方程式为4NaClO+CH,OH+2H,SO

HCOOH+2NaSO,+3H,O,草酸可被氧化生成二氧化碳,起到稀释的作用,避免C1O,的浓度较大时分解。

(4)加人NaOH溶液可以中和酸,使反应停止,并吸收ClO,,A项正确;装置e主要用于检验ClO,是否被吸收完全,B项错误;用稳定剂吸收CIO,,生成NaClOy,使用时加酸只释放出C1O,一种气体,则发生的离子反应方程式是4H++5C1O;C1-+4C1O,↑+2H,O,C项正确;ClO,和C1,都为强氧化剂,在相同条件下,等物质的量时,元素化合价分别由十4价、0价降为一1价,则CIO,的氧化能力是Cl,的2.5倍,D項错误。

(5)设保鲜剂中CIO,的含量为xg.L,根据电子转移守恒可知,CIO,与氧化碘离子生成的碘单质存在数量关系2CIO,~5I,,滴定时碘单质与S,O存在数量关系I,~2S,O,所以CIO,与标准液的数量关系

(5)蒸发浓缩、冷却结晶酸浸

提示:原料的成分为锌、镉、铜和铁,最终要获取ZnSO,.7H,O,同时回收Cu和Cd,因此Fe就是杂质元素,在流程中要考虑除去。考生对铜,铁和锌的性质都有了解,对镉比较陌生。第一步酸浸时,锌和铁必然会溶解在溶液中变成Fet和Zn?+,Cu不会溶于稀硫酸,纵观整个流程,可以明确,镉在第一步酸浸时也溶解在溶液中了,所以滤渣工的成分即为铜。纵观整个流程唯一可能除去杂质铁元素的步骤就是调节pH产生沉淀这一步,再结合表格中给出的沉淀的相关信息,可知若要使Fe尽可能的除净,应当先将Fe+氧化成Fet,所以加试剂X的目的即氧化Fe+。在分离回收Cd后,溶液中的溶质就只剩硫酸锌和电解过程中产生的硫酸了,所以再通过结晶操作即可得到产品ZnSO,.7H,O。

(1)稀硫酸酸浸时,锌、铁以及镉会溶解,铜不与稀硫酸反应,所以滤渣1的主要成分为Cu。

(2)氧化这一步是为了将Fe氧化成Fet,便于下一步调节pH除去铁元素,所以反应的离子方程式为2Fe++2H++H,O,2Fe++2H,O。

(3)调节pH目的是除去杂质铁元素,当然也要避免Zn和Cd元素的损耗,所以结合表格信息,pH的调节范围为3.2《pH《6.2。除杂时应当避免引人新杂质,所以调节pH的最佳试剂选择ZnO或ZnCO。

(4)溶液中Cd以阳离子形式存在,电解后变成单质,所以需要发生还原反应,所以镉单质在阴极析出;电解时采用单质汞做电极,所以阳极主要是溶液中的OH放电,所以阳极电极反应式为2H,O-4e-=4H+0↑。

(5)通过操作I要实现从溶液中获取产品ZnSO,.7H,0,即结晶操作。在经过电解分离镉单质后,溶液中的溶质除硫酸锌外,还有硫酸,所以结晶操作后,溶液还可循环利用充当酸浸的试剂。

表格信息,pH的调节范围为3.2《pH《6.2。除杂时应当避免引人新杂质,所以调节pH的最佳试剂选择ZnO或ZnCO3。

(4)溶液中Cd以阳离子形式存在,电解后变成单质,所以需要发生还原反应,所以镉单质在阴极析出;电解时采用单质汞做电极,所以阳极主要是溶液中的OH放电,所以阳极电极反应式为2HO-4e-4H+0↑。

(5)通过操作I要实现从溶液中获取产品ZnSO..7H,O,即结晶操作。在经过电解分离镉单质后,溶液中的溶质除硫酸锌外,还有硫酸,所以结晶操作后,溶液还可循环利用充当酸浸的试剂。

a

10.(1)CH(g)+202(g)-CO2(g)+2H,O(l)△H=-799kJ.mol-l

(2)①30%

<温度升高,CO,

的浓度下降,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应③16④=

(3)2NO+4e~+4Ht=N,+2H,O

提示:(1)甲烷完全燃烧的化学方程式为CH,(g)+2O,(g)CO2(g)+2H,O(l),根据盖斯定律,①X2+③可得,CH(g)+2O,(g)CO,(g)+2H,O(l)的焓变H=+180.5kJ.mol-lX2+(-1160kJ.mol~l)=-799kJ.mol-'。

(2)①根据三段式:

(3)电极A上发生氧化反应,为负极,电极B上发生还原反应,为正极,电解质溶液为酸性溶液,则正极的电极反应式为2NO+4e+4H+==N2+2H,0。

NH。中N的电负性比AsH。中As的大得多,故NH易形成分子间氢键,从而使其沸点升高;NH也容易与H,O形成分子间氢键,使其在水中溶解度增大

(3)①1s2s'2p3s'3p3d'04s*4p'②B、C、E③GaP二者均为共价晶体,P原子半径小于As,P-Ga键长小于As-Ga键长,GaP键能更大,熔点更高④(0.25,0.25,

提示:(1)同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但是第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能N》0》C;P的非金属性小于氯,电负性P《C1。

(2)磷酸氯喹中N原子有两种情况,价层电子对数分别是3、4,N原子杂化类型分别为sp'、sp';NH。分子间能形成氢键,而AsH。分子间不能形成氢键,所以NH。沸点高,NH也容易与H,O形成分子间氢键,使其在水中溶解度增大。

(3)①Ga为31号元素,位于第四周期第IA族,基态Ga原子核外电子排布式为1s*2s*2p3s3p'3d'4s4p'。

②金刚石晶胞内部的碳原子数为4,顶点和面心的碳原子数为4,所以磷化镓晶体为原子晶体,只存在共价键,每个P与4个Ga以单键相连,每个Ga也与4个P以单键相连,而P最外层有5个电子,Ga最外层有3个电子,只能形成三对共用电子对,它们之间有四个共价键,所以有一个配位键,P与Ga之间存在的单键是极性共价键,是键。

③二者都是原子晶体,砷的原子半径大于磷,磷化镓中键长小于砷化镓中的键长,熔点较高的是GaP。

④P原子1和P原子2及其对称的另外两个P原子为正四面体结构,根据投影图可知晶胞在三维坐标的位置,则原子2的分数坐标为(0.25,0.25,0.25);晶胞中P原子数的4个Ga原子形成正四面体,晶胞顶点Ga原子与四面体中心P原子连线处于晶胞体对角线上,且二者距离等于体对角线长度的4而体对角线长度等于晶胞棱长的/3倍,所以晶

12.(1)苯乙烯(2)取代反应

(3)乙醇、浓硫酸、加热

提示:根据信息和D的结构可得出C的

(2)由信息可知反应②为取代反应。

(3)反应④为酯化反应,需要的试剂及条件分别为乙醇、浓硫酸、加热。

(5)D的同分异构体的苯环上含3个取代基,既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含甲酸酯;核磁共振氢谱有4个吸收峰,峰面积之比为6:2:1:1。同时满足题

(6)乙烯先与氯气发生加成反应生成CICH,CH,Cl,根据信息CICH,CH,Cl和HCN发生取代反应生成NCCH,CH,CN,根据信息NCCH,CH,CN在酸性条件反应生成丁二酸(HOOCCH,CH,COOH)。合成路线

(责任编辑谢启刚)

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